УДК: 535.41

Многоапертурный датчик волнового фронта для системы когерентного сложения лазерных пучков

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Польских С.Д., Семёнов П.А. Многоапертурный датчик волнового фронта для системы когерентного сложения лазерных пучков // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 6. С. 7–13.

Polskikh S.D., Semenov P.A. Multiaperture wave-front sensor for a system for coherently adding laser beams [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2016. V. 83. № 6. P. 7–13.

Ссылка на англоязычную версию:

S. D. Pol’skikh and P. A. Semenov, "Multiaperture wave-front sensor for a system for coherently adding laser beams," Journal of Optical Technology. 83(6), 332-336 (2016). https://doi.org/10.1364/JOT.83.000332

Аннотация:

В работе рассмотрен многоапертурный датчик волнового фронта для системы когерентного сложения лазерных пучков с активной обратной связью, в основе работы которого лежит алгоритм Гершберга–Сэкстона. Проведен анализ алгоритма и показано, что характерными особенностями его использования при восстановлении фазовой информации является неоднозначность решения и наличие состояний “застоя” (или стагнации). Предложена стратегия восстановления фазы, основанная на методах глобальной оптимизации. Проведено физическое моделирование по восстановлению фазовой информации для семиапертурной системы.

Ключевые слова:

многоапертурный датчик волнового фронта, фазовая синхронизация, многоканальные лазерные системы, алгоритм Гершберга–Сэкстона

Коды OCIS: 100.5070; 100.3190; 100.2960; 070.2575

Список источников:

1. Dawson J.W., Messerly M.J., Heebner J.E., Pax P.H., Sridharan A.K., Bullington A.L., Beach R.J., Siders C.W., Barty C.P.J., Dubinskii M. Power scaling analysis of fiber lasers and amplifiers based on non-silica materials // Proc. SPIE. 2010. V. 7686. P. 768611-1–768611-12.
2. Liu Z.J., Zhou P., Xu X.J., Wang X.L., Ma Y.X. Coherent beam combining of high power fiber lasers: Progress and prospect // Sci. China Tech. Sci. 2013. V. 56. № 7. P. 1597–1606.

3. Vorontsov M.A., Lachinova S.L. Laser beam projection with adaptive array of fiber collimators // J. Opt. Soc. Am. A. 2008. V. 25. № 8. P. 1949–1973.
4. Vorontsov M.A., Sivokon V.P. Stochastic parallel-gradient-descent technique for high-resolution wave-front phase-distortion correction // J. Opt. Soc. Am. A. 1998. V. 15. № 10. P. 2745–2758.
5. Волков М.В., Гаранин С.Г., Долгополов Ю.В., Копалкин А.В., Куликов С.М., Синявин Д.М., Стариков Ф.А., Сухарев С.А., Тютин С.В., Хохлов С.В., Чапарин Д.А. Фазировка семиканальной непрерывной оптоволоконной лазерной системы с помощью стохастического параллельного градиентного алгоритма // Квантовая электроника. 2014. Т. 44. № 11. С. 1039–1042.
6. Bellanger C., Brignon A., Colineau J., Huignard J.P. Coherent fiber combining by digital holography // Proc. SPIE. 2009. V. 7195. P. 71951N-1–71951N-7.
7. Fan T.Y. Laser beam combination for high-power, high-radiance sources // IEEE J. Sel. Top. Quant. Electron. 2005. V. 11. № 3. P. 567–577.
8. Gerchberg R.W., Saxton W.O. A practical algorithm for the determination of phase from image and diffraction plane pictures // Optik (Stuttgart). 1972. V. 35. № 2. P. 237–246.
9. Польских С.Д., Семёнов П.А. Адаптивная оптическая система на основе алгоритма Гершберга–Сэкстона для фазовой синхронизации одномодовых лазерных излучателей // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27. № 2. С. 100–104.
10. Fienup J.R. Phase retrieval algorithms: a comparison // Appl. Optics. 1982. V. 21. № 15. P. 2758–2769.
11. Польских С.Д. Фазовая проблема: анализ локальных экстремумов и алгоритмы восстановления изображений // Радиотехника и электроника. 2008. Т. 53. № 2. С. 223–237.
12. Жиглявский А.А., Жилинскас А.Г. Методы поиска глобального экстремума. М.: Наука, 1991. 248 c.
13. Семёнов П.А., Польских С.Д. Моделирование системы фазовой синхронизации лазерных излучателей на основе итерационных методов обработки изображений // Компьютерная оптика. 2015. Т. 39. № 3. С. 370–375.
14. Ivanov V.Yu., Sivokon V.P., Vorontsov M.A. Phase retrieval from a set of intensity measurements: theory and experiment // J. Opt. Soc. Am. A. 1992. V. 9. № 9. P. 1515–1524.
15. Ильина И.В., Черезова Т.Ю., Кудряшов А.В. Алгоритм Гершберга–Сакстона: экспериментальная реализация и модификация для задачи формирования многомодового лазерного излучения // Квантовая электроника. 2009. Т. 39. № 6. С. 521–527.
16. Болтс Г.П. Обратные задачи в оптике. Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1984. 199 с.
17. Aubailly M., Vorontsov M.A. Scintillation resistant wavefront sensing based on multi-aperture phase reconstruction technique // J. Opt. Soc. Am. A. 2012. V. 29. № 8. P. 1707–1716.